package dataStructs.graph;

import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;

/**
 * @author Jonny Long
 * @date 2021/3/10 20:05
 */
public class Graph {
    // 存储顶点集合
    private ArrayList<String> vertexList;
    // 存储图对应的邻结矩阵
    private int[][] edges;
    // 表示边的数目
    private int numOfEdges;
    // 定义给数组boolean[], 记录某个结点是否被访问
    private boolean[] isVisited;

    // 构造器
    public Graph(int n) {
        edges = new int[n][n];
        vertexList = new ArrayList<String>(n);
        numOfEdges = 0;
        isVisited = new boolean[n];
    }

    // 插入节点
    public void insertVertex(String v) {
        vertexList.add(v);
    }

    /**
     * 插入边
     *
     * @param v1     节点
     * @param v2     节点
     * @param weight 权重
     */
    public void insertEdge(int v1, int v2, int weight) {
        edges[v1][v2] = weight;
        edges[v2][v1] = weight;
        numOfEdges++;
    }

    // 获取节点个数
    public int getNumOfVertex() {
        return vertexList.size();
    }

    // 获取边的个数
    public int getNumOfEdges() {
        return numOfEdges;
    }

    // 获取边的权重
    public int getWeight(int v1, int v2) {
        return edges[v1][v2];
    }

    // 获取下标对应的数据
    public String getValueByIndex(int i) {
        return vertexList.get(i);
    }

    // 输出顶点集合
    public void showVertex() {
        System.out.println(vertexList);
    }

    // 输出邻结矩阵
    public void showGraph() {
        for (int i = 0; i < edges.length; i++) {
            for (int j = 0; j < edges.length; j++) {
                System.out.print(edges[i][j] + "\t");
            }
            System.out.print("\n");
        }
    }

    // 得到第一个邻接结点的下标 w
    public int getFirstNeighbor(int index) {
        for (int i = 0; i < vertexList.size(); i++) {
            if (edges[index][i] > 0) {
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }

    // 根据前一个邻接结点的下标来获取下一个邻接结点
    public int getNextNeighbor(int v1, int v2) {
        for (int j = v2 + 1; j < vertexList.size(); j++) {
            if (edges[v1][j] > 0) {
                return j;
            }
        }
        return -1;
    }

    // 深度优先搜索
    private void dfs(boolean[] isVisited, int i) {
        System.out.print(getValueByIndex(i) + "->");
        isVisited[i] = true;
        int w = getFirstNeighbor(i);
        while (w != -1) {
            if (!isVisited[w]) {
                dfs(isVisited, w);
            }
            w = getNextNeighbor(i, w);
        }
    }

    public void dfs() {
        isVisited = new boolean[vertexList.size()];
        for (int i = 0; i < getNumOfVertex(); i++) {
            if (!isVisited[i]) {
                dfs(isVisited, i);
            }
        }
    }

    //对一个结点进行广度优先遍历的方法
    private void bfs(boolean[] isVisited, int i) {
        // 表示队列的头结点对应下标
        int u;
        // 邻接结点w
        int w;
        LinkedList<Integer> queue = new LinkedList<>();
        System.out.print(getValueByIndex(i) + "=>");
        isVisited[i] = true;
        queue.addLast(i);
        while (!queue.isEmpty()) {
            u = (Integer) queue.removeFirst();
            w = getFirstNeighbor(u);
            while (w != -1) {//找到
                if (!isVisited[w]) {
                    System.out.print(getValueByIndex(w) + "=>");
                    isVisited[w] = true;
                    queue.addLast(w);
                }
                w = getNextNeighbor(u, w);
            }
        }
    }

    //遍历所有的结点，都进行广度优先搜索
    public void bfs() {
        isVisited = new boolean[vertexList.size()];
        for (int i = 0; i < getNumOfVertex(); i++) {
            if (!isVisited[i]) {
                bfs(isVisited, i);
            }
        }
    }
}